[发明专利]一种光伏阵列拓扑结构、并网系统及控制方法

权利要求书

1.一种光伏阵列拓扑结构，其特征在于，光伏阵列包括并联的多条光伏支路，每一条光伏支路包括组件支路和补偿支路，组件支路由阻塞二极管、N个光伏组件和一个电容依次串联而成，补偿电路包括N个电感和N个IGBT桥臂；所有的IGBT桥臂均与组件支路并联；每一个IGBT桥臂由两个IGBT组成；N个IGBT桥臂对应的N个中点分别通过N个电感连接到N个光伏组件的N个负极端点处；N为大于或等于2的整数。 

2.根据权利要求1所述的光伏阵列拓扑结构，其特征在于，所述的N为3。 

3.一种基于权利要求1或2所述的光伏阵列拓扑结构的光伏阵列控制方法，其特征在于，包括(1)电流补偿过程和(2)电压补偿过程； 

(1)电流补偿过程为： 

电流补偿指采用N-1个所述的IGBT桥臂进行电流补偿； 

对每一条光伏支路的前N-1个IGBT桥臂中的每一个IGBT桥臂，都实施以下控制： 

获取电感L_i的电流I_Li，与补偿电流I_Liref比较，然后通过滞环比较，得到第i个IGBT桥臂上开关管(Vi、Vin)的控制信号G_Li，即当I_{Li_ref}-I_Li＜-0.1，使下桥臂IGBT(即Vin)导通，当I_{Li_ref}-I_Li＞0.1，使上桥臂IGBT(Vi)导通，当-0.1＜I_{LI_ref}-I_LI＜0.1，控制信号为0，上下桥臂IGBT都不导通； 

其中，补偿电流I_{Li_ref}即第i个电感L_i上应注入的电流大小，且I_{Li_ref}＝I_Mi-I_Mi+1，I_Mi为第i个光伏组件的最大功率电流； 

(2)电压补偿过程： 

电压补偿是指基于第N个IGBT桥臂对光伏支路中的电容进行电压补偿； 

第j条光伏支路的补偿电压大小为U_{pvj_ref}＝U_pvm-U_pvmj，j＝1，2，...，M，M为光伏支路的总条数； 

其中支路最大功率电压U_pVm＝max{U_pvmj}，其中U_Mi是指第j条光伏支路第i个光伏组件的最大功率电压； 

控制过程为：对于每一条光伏支路，都实施如下控制： 

检测支路的电容电压U_psj，与补偿电压U_{pvj_ref}比较，通过第一PI调节器后，与第一三角波进行比较，获得开关管第N个IGBT桥臂(即V_N、V_Nn)的控制信号G_C1，比较值大于第一三角波则使下桥臂IGBT(V_Nn)导通，小于第一三角波则使上桥臂IGBT(V_N)导通。 

4.根据权利要求3所述的光伏阵列控制方法，其特征在于，第一PI调节器的比例系数P_ps＝0.2，积分系数I_ps＝100；第一三角波的频率为10kHz。 

5.一种基于权利要求1或2所述的光伏阵列拓扑结构的并网系统，其特征在于，所述的光伏阵列依次通过DC/DC直流斩波电路、逆变器和LC输出滤波器与三相电网连接。 

6.根据权利要求5所述的并网系统，其特征在于，其特征在于，所述的N为3；所述的逆变器为基于电压、电流双闭环控制的逆变器。